我正在上一门关于操作系统的大学课程,我们正在学习如何将二进制转换为十六进制,十进制转换为十六进制等,今天我们刚刚学习了如何使用两个数字的补数(~number + 1)将有符号/无符号数字存储在内存中。

我们有几个练习要在纸上做,我希望在把我的工作交给老师之前能够验证我的答案。我为前几个练习写了一个c++程序,但现在我被困在如何用以下问题验证我的答案:

char a, b;

short c;
a = -58;
c = -315;

b = a >> 3;

我们需要在内存中给出a b c的二进制表示。

我已经在纸上做过了,它给了我以下结果(所有的二进制表示在内存的数字之后的二补):

A = 00111010(它是一个char,所以是1字节) B = 00001000(它是一个char,所以是1字节) C = 11111110 11000101(它是短的,所以是2字节)

有办法证实我的答案吗?在c++中是否有一种标准的方法来显示一个数字在内存中的二进制表示,或者我必须自己编写每一步(计算两者的补数,然后转换为二进制)?我知道后者不会花很长时间,但我很好奇是否有一个标准的方法来做到这一点。


当前回答

在c++ 20中,你可以使用std::format来做到这一点:

unsigned char a = -58;
std::cout << std::format("{:b}", a);

输出:

11000110

在旧的系统上,你可以使用{fmt}库,std::format是基于这个库的。{fmt}还提供了print函数,使这更容易和更有效(godbolt):

unsigned char a = -58;
fmt::print("{:b}", a);

免责声明:我是{fmt}和c++ 20 std::format的作者。

其他回答

在c++ 20中,你可以使用std::format来做到这一点:

unsigned char a = -58;
std::cout << std::format("{:b}", a);

输出:

11000110

在旧的系统上,你可以使用{fmt}库,std::format是基于这个库的。{fmt}还提供了print函数,使这更容易和更有效(godbolt):

unsigned char a = -58;
fmt::print("{:b}", a);

免责声明:我是{fmt}和c++ 20 std::format的作者。

这就是你要找的吗?

std::cout << std::hex << val << std::endl;

使用动态转换到std::bitset。没有临时变量,没有循环,没有函数,没有宏。

住在Coliru

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {
    int a = -58, b = a>>3, c = -315;

    std::cout << "a = " << std::bitset<8>(a)  << std::endl;
    std::cout << "b = " << std::bitset<8>(b)  << std::endl;
    std::cout << "c = " << std::bitset<16>(c) << std::endl;
}

打印:

a = 11000110
b = 11111000
c = 1111111011000101

最简单的方法可能是创建一个表示值的std::bitset,然后将其流到cout。

#include <bitset>
...

char a = -58;
std::bitset<8> x(a);
std::cout << x << '\n';

short c = -315;
std::bitset<16> y(c);
std::cout << y << '\n';

可重用的功能:

template<typename T>
static std::string toBinaryString(const T& x)
{
    std::stringstream ss;
    ss << std::bitset<sizeof(T) * 8>(x);
    return ss.str();
}

用法:

int main(){
  uint16_t x=8;
  std::cout << toBinaryString(x);
}

这适用于所有的整数。